EXAMENSARBETE
D-UPPSATS
Källsorterande avloppssystem –
ett rimligt alternativ till konventionella reningsverk?
Exemplet Ekoporten.
Karin Norberg
Linköpings Universitet, Campus Norrköping, Miljövetarprogrammet, 601 74 NORRKÖPING
Rapporttyp Report category Licentiatavhandling Examensarbete AB-uppsats C-uppsats x D-uppsats Övrig rapport ________________ Språk Language x Svenska/Swedish Engelska/English ________________ Titel
Källsorterande avloppssystem – ett rimligt alternativ till konventionella reningsverk? Exemplet Ekoporten.
Title
Source separating systems - an alternative to conventional wastewater solutions? The example Ekoporten.
Författare
Author Karin Norberg
Sammanfattning
Abstract
Ekonomi, miljö och socio-kulturella aspekter har analyserats för ett källsorterande avloppssystem och ett konventionellt reningsverk genom en fallstudie. Hyreshuset Ekoportens källsorterande avloppssystem, med urinsortering, har jämförts med reningsverket Slottshagen i Norrköping. Kostnader har analyserats genom kostnads-effektivitetsanalys och miljöaspekter har jämförts genom analys av resurshushållning av näringsämnen och areal. För analys av socio-kulturella aspekter har intervjuer gjorts med Ekoportens boende samt genom studier av erfarenheter från andra undersökningar.
Analysen visar att Ekoportens avloppssystem är fem gånger dyrare per personekvivalent och år än Slottshagens reningsverk. Återförsel av kväve och fosfor till odlingsmark från Ekoporten är åttio respektive tio gånger högre än från Slottshagen. Ekoporten har 20% mindre utsläpp av kväve medan Slottshagen har 28% bättre fosforrening och tio gånger bättre resurshushållning av areal. Socio-kulturell analys visar att kravet att sitta ned för att urinsortera är den stora skillnaden mot konventionellt reningsverk.
Slutsatsen är att urinsorterande avloppssystem är ett rimligt komplement till konventionella reningsverk.
Urinsortering kan minska avloppsvattnets kväveinnehåll med 40-80%. Avloppssystem likt Ekoportens behöver dock bli mer ekonomiskt fördelaktiga och måste skyddas mot olämplig användning för att minska dess negativa
miljöaspekter. ISBN _____________________________________________________ ISRN LIU-ITUF/MV-D--02/06--SE _________________________________________________________________ ISSN _________________________________________________________________
Serietitel och serienummer
Title of series, numbering
Handledare Marianne Löwgren
Tutor
Nyckelord
Date
URL för elektronisk version
Institutionen för tematisk utbildning och forskning, Miljövetarprogrammet
Department of thematic studies, Environmental Science Programme
Sammanfattning
Ekonomi, miljö och socio-kulturella aspekter har analyserats för ett källsorterande avloppssystem och ett konventionellt reningsverk genom en fallstudie. Hyreshuset Ekoportens källsorterande avloppssystem, med urinsortering, har jämförts med reningsverket Slottshagen i Norrköping. Kostnader har analyserats genom kostnads-effektivitetsanalys och miljöaspekter har jämförts genom analys av resurshushållning av näringsämnen och areal. För analys av socio-kulturella aspekter har intervjuer gjorts med Ekoportens boende samt genom studier av erfarenheter från andra undersökningar.
Analysen visar att Ekoportens avloppssystem är fem gånger dyrare per personekvivalent och år än Slottshagens reningsverk. Återförsel av kväve och fosfor till odlingsmark från Ekoporten är åttio respektive tio gånger högre än från Slottshagen. Ekoporten har 20% mindre utsläpp av kväve medan Slottshagen har 28% bättre fosforrening och tio gånger bättre resurshushållning av areal. Socio-kulturell analys visar att kravet att sitta ned för att urinsortera är den stora skillnaden mot konventionellt reningsverk.
Slutsatsen är att urinsorterande avloppssystem är ett rimligt komplement till konventionella reningsverk. Urinsortering kan minska avloppsvattnets kväveinnehåll med 40-80%. Avloppssystem likt Ekoportens behöver dock bli mer ekonomiskt fördelaktiga och måste skyddas mot olämplig användning för att minska dess negativa miljöaspekter.
Förord
Den här uppsatsen är ett resultat av en önskan om att få fördjupad kunskap i ämnet miljöekonomi. En diskussion med min handledare resulterade i att syftet för uppsatsen växte fram. Efter att ha skrivit en C-uppsats kring historisk utveckling av avfallshantering kändes steget till avloppshantering i dag, inte långt. Jag blev fångad av ämnet hantering av såväl avfall som avlopp på grund av att det är en väsentlig del av gemene mans vardag. Samtidigt är den hantering som till största delen sker i dag, ett förfarande som strider mot hållbar utveckling.
Jag vill tacka de personer på Hyresbostäder samt Sydkraft i Norrköping som hjälpt mig med information. Utan er hjälp skulle studien ha blivit mycket mer tidsödande och rentav omöjlig att genomföra. Ett stort tack också till de boende i Ekoporten som har låtit mig ta del av deras vardag.
Tack handledare Marianne Löwgren, från Tema vatten i natur och samhälle, som hjälpt mig att hitta detta intressanta område, kommit med synpunkter och varit ett stöd i mitt arbete.
Jag vill också tacka Mattias Hjerpe, också han från Tema vatten samt min studiekamrat Carina Nyberg för genomgången av mitt arbete och de värdefulla synpunkter som ni hjälpt mig med.
Tack även till min syster Anna som har hjälpt mig med grafiken.
Innehåll
1 INLEDNING... 5
1.1 SYFTE... 6
1.2 STUDIENS STRUKTUR... 6
2 BAKGRUND... 7
2.1DET KONVENTIONELLA AVLOPPSSYSTEMETS UTVECKLING... 7
2.2 KÄLLSORTERANDE AVLOPPSSYSTEM... 8
3 MATERIAL ... 10
3.1METOD FÖR INSAMLING AV MATERIAL... 10
3.2 FALLSTUDIE EKOPORTEN... 10
3.3 DET KONVENTIONELLA RENINGSVERKET SLOTTSHAGEN... 12
4 EKONOMISKA ASPEKTER ... 14
4.1INNEBÖRDEN AV EKONOMISK EFFEKTIVITET... 14
4.2 TEORETISKT PERSPEKTIV PÅ METOD FÖR EKONOMISK ANALYS... 14
4.3 METOD FÖR EKONOMISK ANALYS I DENNA STUDIE... 15
4.4 ERFARENHETER AV KOSTNADER FÖR KÄLLSORTERANDE AVLOPPSSYSTEM... 16
4.5 EKONOMISK ANALYS... 16
4.6 RESULTAT AV KOSTNADS-EFFEKTIVITETSANALYS... 21
4.7 DISKUSSION KRING EKONOMISK ANALYS... 22
4.8 SLUTSATS AV EKONOMISK ANALYS... 24
5 MILJÖASPEKTER ... 25
5.1VARFÖR STRÄVAN EFTER CIRKULÄRA FLÖDEN... 25
5.2 TEORETISKA PERSPEKTIV PÅ METOD FÖR ANALYS AV MILJÖASPEKTER... 26
5.3 METOD FÖR ANALYS AV MILJÖASPEKTER I DENNA STUDIE... 27
5.4 ERFARENHETER AV MILJÖASPEKTER FÖR KÄLLSORTERANDE AVLOPPSSYSTEM... 28
5.5 ANALYS AV MILJÖASPEKTER... 29
5.6 RESULTAT AV ANALYS AV MILJÖASPEKTER... 30
5.7 DISKUSSION KRING ANALYS AV MILJÖASPEKTER... 31
5.8 SLUTSATSER AV ANALYS AV MILJÖASPEKTER... 33
6 SOCIO-KULTURELLA ASPEKTER ... 34
6.1TEORETISK REFLEKTION KRING ATT ANALYSERA SOCIO-KULTURELLA ASPEKTER... 34
6.2 METOD FÖR ANALYS AV SOCIO-KULTURELLA ASPEKTER I DENNA STUDIE... 34
6.3 ERFARENHETER AV SOCIO-KULTURELLA ASPEKTER FÖR KÄLLSORTERANDE AVLOPPSSYSTEM... 35
6.4 ANALYS AV SOCIO-KULTURELLA ASPEKTER... 35
6.5 RESULTAT AV ANALYS AV SOCIO-KULTURELLA ASPEKTER... 36
6.6 DISKUSSION KRING ANALYS AV SOCIO-KULTURELLA ASPEKTER... 37
6.7 SLUTSATSER AV SOCIO-KULTURELL ANALYS... 38
7 AVSLUTANDE REFLEXIONER ... 39
8 REFERENSER ... 42
1
I
NLEDNING
Varje svensk utsöndrar i genomsnitt 1,5 gram fosfor1 och 12 gram kväve per dygn fördelat
på 120 gram fekalieroch 1,5 liter urin (Vinnerås, 2001; Naturvårdsverket, 1995). Per år
blir det ett halvt kilo fosfor och cirka 4 kilo kväve per person. I dag går urin och fekalier tillsammans med de ca 190 liter renvatten per person och dygn som åtgår för bad, disk och tvätt, i huvudsak till centrala reningsverk där det renas för att sedan kunna släppas ut i ett vattendrag (Palm m.fl., 2000).
Innebörden av begreppet hållbar utveckling utmanar till ifrågasättande om de systemlösningar som dominerar i samhället verkligen är de lämpligaste. När det handlar om hantering av avloppsvatten gäller det i dag att, istället för att enbart koncentrera på utveckling av befintlig reningsteknik för att minska miljöpåverkan, även tänka i banor av optimal resursanvändning. Konventionella avloppssystem med kombinerade avloppsledningar och centraliserad behandling är inte för alla syften en fulländad lösning. Blandningen av fraktioner, det vill säga att urin och fekalier med relativt ren växtnäring blandas med bad-, disk- och tvättvatten (BDT-vatten) samt industriavloppsvatten, gör att återvinning av resurser försvåras. Avloppsströmmar innehållande patogener, toxiska föroreningar och tungmetaller späds ut i och med sammanblandningen och gör reningen än mer komplex vilket ger behov av stora resurser i form av energi, pengar, utrymme och expertis.
Sedan början av nittiotalet har en utveckling påbörjats för att få fram avloppssystem där tekniska lösningar förbättrar förutsättningarna för kretslopp utan att samhället måste återgå till ett förindustriellt stadium. Att kretsloppsanpassade system fungerar i liten skala och med engagerade användare är dokumenterat (Haglund & Olofsson, 1997; Malmqvist & Stenberg, 1997; Palm Lindén, 1998; Jönsson, 2000; Palm m.fl., 2000). Källsorterande avloppssystem är utformade för att så lång som möjligt sluta kretsloppet och tillvarata resurser i form av näringsämnen. Systemförändringar, som ju lokalt omhändertagande av avloppsvatten i traditionella bostadsområden innebär, möter ofta stor skepsis och motstånd och ger inledningsvis upphov till höga kostnader. Av stor betydelse är då pilotprojekt som kan visa hur tekniken fungerar, vad den kostar och om berörda människor accepterar det nya systemet. Flera undersökningar har gjorts på de befintliga anläggningar som finns idag, både vad gäller miljö, hygien, brukaraspekter och till viss del även ekonomi. Trots att flera projekt med källsortering av avloppsvatten från hushåll idag har genomförts är kunskaperna fortfarande dåliga om hur stora kostnaderna är för installation och drift i flerbostadshus (Jansson & Mårtensson, 1999). Det är också oklart hur accepterade alternativa avloppssystem är av en bredare allmänhet. Frågor som det är viktigt att få svar på för att kretsloppsanpassade avloppssystem ska kunna vara ett rimligt alternativ i exempelvis flertalet av de områden som i dag inte har tillgång till kommunala, centraliserade reningsverk.
1 Genomgående i uppsatsen kommer halter av totalfosfor samt totalkväve för läsvänlighetens skull benämnas
1.1 Syfte
Det övergripande syftet med den här uppsatsen är att undersöka om källsorterande avloppssystem är ett rimligt alternativ till konventionella reningsverk med centraliserat avloppssystem.
De aspekter som har tagits hänsyn till för att bedöma om källsorterande avloppssystem är ett rimligt alternativ för hantering av avloppsvatten är:
- Ekonomi - Miljö
- Socio-kulturella
De tre aspekterna har brutits ned till följande frågeställningar:
- Hur stor är kostnaden för ett källsorterande avloppssystem jämfört med ett konventionellt reningsverk?
- I hur stor utsträckning sker resurshushållning av näringsämnen och markytor i ett källsorterande avloppssystem jämfört med ett konventionellt reningsverk?
- Vilka skillnader innebär ett källsorterande avloppssystem jämfört med konventionell avloppsrening för de boende?
1.2 Studiens struktur
I kapitel 2 ges bakgrund och motivering till varför källsortering av avloppsvatten kan vara ett rimligt alternativ till traditionella reningsverk. Kapitel 2 innefattar också en bakgrund till uppkomsten av källsorterande alternativa avloppslösningar och en beskrivning av dess uppbyggnad. Studiens material presenteras i kapitel 3. Kapitel 4, 5 och 6 behandlar de tre aspekterna ekonomi, miljö och socio-kulturella i var sitt kapitel. Varje kapitel omfattar teoretiska resonemang, metodval, erfarenheter från liknande studier samt analys, resultat och diskussion kring respektive aspekt. På de tre kapitlen som behandlar ekonomiska aspekter, miljöaspekter och socio-kulturella aspekter följer kapitel 7 med en avslutande diskussion samt slutsatser.
2
B
AKGRUND
2.1 Det konventionella avloppssystemets utveckling
2.1.1 Lösning på sanitära olägenheter
Det centraliserade, storskaliga avloppssystem som dominerar i dag är utvecklat från ett rörledningsnät som byggdes under andra hälften av 1800-talet. Det var då som problemen med storstäders befolkningstäthet blev ett faktum. Många människor på samma område medförde ansamlingar av människors avfall i form av såväl avloppsvatten, latrin som sopor vilket gav upphov till sanitära olägenheter och smittorisker (Wetterberg & Axelsson, 1995). Det första samordnade rörbundna avloppsledningarna som då anlades var avsett för BDT-vatten. Toalettavlopp var till en början inte anslutet till rörledningarna utan istället användes en form av urinseparerande toaletter. Latrin och annat fast organiskt avfall togs om hand och fördes till jordbruksmark. Urin återvanns inte utan hälldes ofta ut i handfaten för att tillsammans med BDT-vattnet rinna ut ur staden till närmaste vattendrag. I början på 1900-talet blev den vattenspolande toaletten snabbt populär och anslöts till det befintliga avloppsledningssystemet. Med hjälp av slutna ledningar och vatten transporterades toalettavfall och annat avlopp snabbt och med minimal mänsklig kontakt ut ur staden. Införandet av centraliserade ledningssystem bidrog starkt till att förbättra den svåra sanitära situationen i de svenska städerna (Kärrman m.fl., 1999).
2.1.2 Upphov till övergödning
Lösningen på det sanitära problemet medförde dock nya sekundära problem. Toalettavfall innehåller den växtnäring, som exempelvis fosfor och kväve, som vi människor intagit via mat och dryck. Genom att smälta maten överförs dess innehåll av överbliven näring till växttillgänglig form. Med det centraliserade ledningssystemet hamnade större delen av det organiska materialet och näringen i sjöar och vattendrag istället för där maten produceras. Tillförseln av växtnäring och syreförbrukande osmälta ämnen gav upphov till övergödning och syrebrist i stora delar av den sjö eller vattendrag där utsläppen skedde och spreds senare även till delar av vår kust (Kärrman m.fl., 1999). För att minimera utsläppen av näringsämnen och andra icke önskvärda ämnen började man i mitten av 1900-talet med olika typer av rening innan avloppsvattnet släpptes ut. Till en början koncentrerades ansträngningarna på att rena avloppsvattnet på dess innehåll av fosfor och i dag sker kemisk fosforrening i de flesta avloppsreningsverk. Fosfor ansågs (och anses) vara det ämne som begränsar produktionen i sötvatten. Den övergödning och syrebrist som uppmärksammats under 1990-talet i våra kustvatten, där vattnet är bräckt eller salt, anses dock bero på alltför stor tillförsel av kväve (Jönsson, 2000). För att minska utsläppen av kväve har skärpta krav införts såväl på jordbruket som på avloppssystemen. Dessa krav har medfört att många reningsverk modifierats eller kompletterats för att reducera utsläppt mängd kväve. Än i dag släpps en stor del, 30-50%, av det kväve som når reningsverket ut i vattendrag och hav, vilket leder till övergödning (Malmqvist & Stenberg, 1997; Rothman, 2002).
2.1.3 Bristfällig hushållning med växtnäring
Avloppssystemets transport av växtnäring från odlingsmark till akvatiska system innebär ett linjärt flöde som medför dålig hushållning med naturresurser. Tillgången på industriellt
framställd näring i form av mineralgödsel har medfört att vi undvikit en utarmning av odlingssystemet. Samtidigt har behovet av att återanvända växtnäringen i nedbrutna matråvaror minskat. Användning av mineralgödsel innebär dock en tömning av ändliga resurser och är inte en hållbar lösning. Exempelvis beräknas lagret av fossil fosfor räcka endast i ytterligare 200 år och kalium i 300 år (Jönsson m.fl., 2000). Den kväverening av avloppsvattnet och slamhantering som sker i reningsverk i dag försvårar återvinning av kvävet då stora mängder omvandlas till kvävgas (Sydkraft, 2002).
Även återvinningen av avloppsvattnets fosfor är problematisk i det konventionella avloppssystemet. Avloppsvatten från olika typer av industrier, BDT-vatten, spolvatten från toaletter med mera blandas i dag. Sammanblandningen innebär att i den rest (slam) som blir över efter att avloppsvattnet renats blandas växtnäring, som fosfor, med olika typer av föroreningar som tungmetaller och svårnedbrytbara organiska föroreningar. På grund av slammets innehåll av skadliga ämnen anser varken livsmedelsindustrin eller olika lantbruksföreningar att det är lämpligt att använda på odlingsmark (Jönsson, 2000; Eksvärd, 2002).
2.1.4 Framtiden
Avloppssystemet har alltså inneburit stora förbättringar vad gäller det primära problemet, den sanitära situationen. Utmaningen i dag är att se till att, utan att försämra sanitär standard, på ett förnuftigare sätt använda naturresurser. Den växtnäring som är i omlopp och som med det konventionella avloppssystemet orsakar övergödning i sjöar och hav bör istället återanvändas i jordbruket som en resurs. Det finns i dag två möjliga vägar att gå för att få ett kretslopp av växtnäring från stad till land. Dels en fortsatt utvecklingen och komplettering av befintliga avloppsreningsverk med hjälp av ny teknik. Exempelvis pågår försök med utvinning av fosfor ur slam (Kärrman m.fl., 1999). Det andra alternativet innebär användning av källsorterande system där organiskt avfall och näringsrik urin sorteras på plats, separat från annat avloppsvatten, för att kunna återvinnas.
2.2 Källsorterande avloppssystem
2.2.1 Ekobyar
De källsorterande system som finns i dag har delvis sitt ursprung i de ekobyar som växte fram i Sverige under 1970-talet. Ekobyarna karaktäriseras av att de är ett litet samhälle som i högre grad än traditionella bostadsmiljöer lever i samklang med naturen (Palm Lindén, 1998). I ekobyarna eftersträvas lokala kretslopp för avfall genom kompostering, separat omhändertagande av toalettavlopp och infiltration och biologisk rening av bad-, disk- och tvättvatten (Haglund & Olofsson, 1997; Ibid).
2.2.2 Urinsorterande system
Redan på 1800-talet fanns källsortering av avloppsvatten. Toalettavfall togs om hand för sig i en form av urinseparerande toaletter. Urinsortering var då ett sätt att, via minskad vätskeblandning, få en lätthanterlig fraktion av latrin för att kunna användas på jordbruksmark (Johansson, 2000). I dag vet vi att den största delen av näringsämnena, cirka 80% av kvävet och 50% av fosforn, i hushållens avloppsvatten kommer från urinen (Naturvårdsverket, 1995; Johansson, 2000; Palm m.fl., 2000). Genom att separera urin från övrigt avloppsvatten erhålls en mycket ren näringslösning med större delen av avloppsvattnets näring och mycket små mängder av skadliga ämnen (det som utsöndrats
från människan) och kan därför användas som gödselmedel (Johansson, 2000; Jönsson m.fl., 2000; Palm m.fl., 2000). De första urinsorterande toaletterna av sanitetsporslin, som kom i början av 1990-talet, hade som syfte att främja lokalt omhändertagande och avskilja näringsämnena fosfor, kväve och kalium redan vid källan. Toaletterna installerades främst i ekobyar eller annan bebyggelse med ideologiskt engagerade boende. På senare tid har dock installation av urinsorterande toaletter även skett i både flerbostadshus och skolor.
Figur 1. Den urinsorterande toalettens utformning.
Urinsortering är en metod för att återvinna så mycket som möjligt av den näring som återfinns i avloppsvatten från hushåll och återfinns i de flesta källsorterande system som används i dag. Det är dock inte en lösning för omhändertagande och återvinning av allt avloppsvatten utan måste kompletteras med system för fekalier och BDT-vatten. De urinsorterande systemen har kompletterats med olika lösningar för omhändertagande av övriga fraktioner. Vid lokal hantering av även dessa fraktioner kan exempelvis fekalier och toalettpapper samkomposteras med matavfall. Toalettavloppet kan också ledas tillsammans med BDT-vatten till trekammarbrunn för slamuppsamling och sedan vidare till exempelvis markbädd eller infiltrationsanläggning (Haglund & Olofsson, 1997).
Ett dilemma med de urinsorterande systemen är att enligt EU-regler får humanurin inte spridas på KRAV-odlingar (EEG, 1991). Ekologisk odling kännetecknas av småskaligt jordbruk med krav på organiskt gödselmedel. Ett odlingssätt som passar användningen av humanurin som gödselmedel bäst eftersom insamlad mängd näringsämnen i form av urin i dag är relativt liten och erbjuder växtnäring i organisk form.
En urinsorterande vattenspolande toalett har två uppsamlingsskålar. En främre för urinuppsamling där urin tillsammans med spolvatten leds via en separat ledning till en uppsamlingstank.
När tanken fyllts leds urinblandningen över till en mellanlagringstank där den hygieniseras i minst sex månader utan tillförsel av färsk urin.
I en bakre skål samlas fekalier och toalettpapper som oftast leds till någon form av kompostering.
3
M
ATERIAL
3.1 Metod för insamling av material
3.1.1 Teoretiska reflektioner kring vald metod för insamling av material
För att få reella uppgifter om kostnader och miljöaspekter har jag gjort en fallstudie.
Fallstudier innebär studier av en enda miljö. Många anser att beroendet av ett enda fall är problematiskt då det medför svårigheter med att generalisera resultatet. Denna kritik kan till viss del ses som ett missförstånd av målen och syftet med att göra en fallstudie (Bryman, 1997). En fallstudie är inte ett slumpmässigt urval från en större population, utan ett specifikt fall väljs för att det är typiskt för det som ska undersökas (Ibid). Ytterligare en aspekt av fallstudiers generaliserbarhet är att den information som erhålls måste sättas i ett teoretiskt sammanhang (Yin, 1994; Bryman, 1997). Genom att relatera den erhållna informationen från fallstudien till andra studier och teoretiska resonemang ökas möjligheten att generalisera resultaten. Frågan är inte om det valda fallet är generaliserbart utan om den erhållna informationen är det (Bryman, 1997).
3.1.2 Insamling av material från de studerade objekten i denna studie
Genom intervjuer med fastighetsskötare och genom rapporter och fakturor har information samlats in om kostnader och miljöaspekter från ett flerfamiljshus med källsorterande avloppssystem. Som referens har jag jämfört det källsorterande avloppssystemet med det konventionella reningsverk som är mest närbeläget. Kostnader och miljöaspekter för det konventionella systemet har erhållits genom e-postkontakt med driftschefen på reningsverket samt genom verkets miljörapport för år 2001.
Kostnader för drift och underhåll samt miljöaspekter för det källsorterande avlopps-systemet är baserat på uppgifter från åren 1999-2001. Uppgifter för reningsverket är baserat på siffror från år 2001. Så aktuella uppgifter som möjligt är valda eftersom jag är intresserad av att se hur det källsorterande systemet fungerar i normal drift.
I analysen undersöks även socio-kulturella aspekter. Analys av socio-kulturella aspekter är baserade på intervjuer utförda våren 2002 med boende i ett hyreshus med källsorterande avloppssystem samt på tidigare forskningsrapporter.
3.2 Fallstudie Ekoporten
3.2.1 Valet av Ekoporten
Det finns få ekonomiska analyser på vad det kostar i drift och underhåll med ett lokalt omhändertagande av avloppsvatten. Bristen på information beror till stor del på att de system som hittills införts finns i ekobyar med boende som har ett personligt intresse och sköter mycket av drift och underhåll själva. I hyreshuset Ekoporten, som är den här undersökningens studieobjekt, är tanken att avloppssystemet inte ska belasta de boende utan drifts och underhållsarbete sköts av fastighetsbolaget. Valet av Ekoporten som studieobjekt passar således väl för att undersöka om källsorterande avloppssystem är ett
rimligt alternativ till konventionella avloppssystem i områden med traditionella boendeformer.
3.2.2 Syftet med Ekoportens ombyggnad
Hyresbostäder i Norrköping AB genomförde 1995-1996 en ombyggnad av ett befintligt bostadshus i kvarteret Porten i Hageby, Norrköping. Syftet med ombyggnaden beskrivs som ett sätt att:
… förena nödvändiga upprustnings- och underhållsåtgärder med långtgående åtgärder för att åstadkomma ett resurssnålt och mer kretsloppsanpassat boende. Projektet planerades som ett experiment för att lära och finna lämpliga vägar att gå vidare i det övriga bostadsbeståndet. (Botta, 1999. Sid. 8)
Ekoporten, är ett hyreshus med 18 lägenheter och 33 boende. Ombyggnaden av Ekoporten innebar bland annat källsortering av avloppsvatten, nytt ventilationssystem, sanering av elektriska och magnetiska fält samt energibesparande åtgärder och installation av solceller.
3.2.3 Ekoportens vatten- och avloppssystem
Ekoportens avloppsvatten gick före ombyggnaden till det kommunala reningsverket. I och med ombyggnaden ersattes det befintliga avloppssystemet med ett källsorterande system med lokalt omhändertagande. Figur 2 visar Ekoportens avloppssystem.
Figur 2. Ekoportens avloppssystem.
Källsorteringen innebär separata rörsystem för urin och fekalier samt BDT-vatten. Separ-ering av urin sker genom den urinsorterande toaletten Dubletten och urinen leds sedan till uppsamlingsstankar och sedan vidare till en mellanlagringstank som töms vart tredje år. Urin har hittills tömts två gånger. Första gången gick urinen till en KRAV-bonde, som
använt urinen på annan mark än odlingsmark. Andra gången tömning skedde gick urinen till reningsverket Slottshagen eftersom ingen avsättning fanns. Inför den tömning som ska ske i slutet av år 2002 har en bonde kontrakterats som ska använda urinen på konventionell odling. Fekalierna separeras från spolvattnet innan de leds till en kompost-trumma tillsammans med hushållens organiska matavfall. Till kompostkompost-trumman tillförs också träpellets för att erhålla en bra konsistens på kompostmaterialet. Efter sex veckor töms komposttrumman automatiskt till en behållare som sedan töms av fastighets-skötaren till efterkompostering. Den färdiga kompostjorden har använts till grönytor inom Hyresbostäders områden. Spolvattnet, som separerats från fekalierna leds ihop med BDT-vattnet till en trekammarbrunn för slamavskiljning och sedan vidare till en markbädd för rening. Markbädden har ytan 270m2 och består av ett sand- och lecalager. Från mark-bädden rinner avloppsvattnet till recipienten Ljura bäck. Slam som samlas upp i tre-kammarbrunnen töms två gånger per år och går till Slottshagens reningsverk i Norrköping.
3.3 Det konventionella reningsverket Slottshagen
Det konventionella reningsverket Slottshagen i Norrköping byggdes år 1875 och har varit i kommunal ägo fram till år 2000. Reningsverket såldes då till Sydkraft som senare blev uppköpt av det tyska energibolaget Eon. Reningsverket Slottshagen är Norrköpings största reningsverk och tar hand om avloppsvatten från 147 714 personekvivalenter2. Renings-processen av avloppsvattnet i Slottshagen innefattar flera olika steg. Först avskiljs större föremål i sandfång och gallerrens, därefter sker sedimentering av större partiklar med hjälp av tillsats av järnklorid. I luftningsbassänger tillförs syre för att främja mikro-organismers nedbrytning av organiskt material. Luftningen följs av ytterligare sedimentering varpå det renade avloppsvattnet släpps ut i Bråviken. Se figur 3 för de olika reningsstegen i Slottshagen.
Figur 3. Skiss över de olika reningsstegen i reningsverket Slottshagen (Sydkraft, 2002).
2
För att få ett jämförbart mått presenteras ofta mängder av olika ämnen i personekvivalenter (pe). Innehållet av näringsämnen i avloppsvatten beror på personers olika matvanor. Avloppsvattnets innehåll varierar också beroende på om det kommer från industri eller hushåll. Pe är ett mått på den mängd som en genomsnittlig person ger upphov till. I Slottshagen baseras antalet anslutna pe på BOD7-belastningen 70g/person, dygn.
Antalet anslutna pe från hushåll i Slottshagen är 103 100 och antalet anslutna pe från industri är 44 614.
polymer Sand-fång Galler-rens deponi Stora föremål järn klorid Luftat Sand-fång stora partiklar polymer För sediment-ering slam Luftnings bassänger Mellan- sediment-ering Slutsedi-mentering järn klorid Slamavvattning rötning Slamav -vattning Gas-klocka Gas-fackla gasmotor Värmepanna och gasbil Bråviken slam spillvatten Mark-ytor
Riktvärden för vad Slottshagens reningsverk tillåter sig att släppa ut till recipienten är 0,3mg fosfor och 10mg kväve per liter renat avloppsvatten. Slammet som bildas efter de olika sedimenteringsstegen rötas för att erhålla värme och energi. Till Slottshagen kommer slam från nio mindre reningsverk, med sammanlagt 10 416pe, för att behandlas i rötkammaren. Efter rötning kvarstår en slamrest som omhändertas på olika sätt. År 2001 användes hälften av slamresten till tillverkning av anläggningsjord och resterande mängd gick till största delen till täckningsförsök på den nedlagda soptippen Herrebro och 4% av den totala mängden fördelades på åkermark i Skåne och viltåker i Norrköpings kommun (Ryd, 2002). Anledningen till att slammet till så liten del återförs till odlingsmark beror bland annat på att livsmedelsindustrin inte tar emot varor från slamgödslade åkrar (Eksvärd, 2002). LRF, Lantbrukarnas Riksförbund, rekommenderar bönder att inte använda slam för livsmedelsproduktion på grund av bristfällig kvalitet och innehåll av tungmetaller samt organiska farliga ämnen (Ibid).
4
E
KONOMISKA ASPEKTER
4.1 Innebörden av ekonomisk effektivitet
Att vara ekonomiskt effektiv i ett företag är att hushålla med sina knappa resurser och producera förädlingsvärden i form av ekonomisk tillväxt (Holmström, 1998). Ett företag måste vara ekonomiskt lönsamt för att överleva. Resurser har olika möjliga användningsområden. En skog kan till exempel utnyttjas på olika sätt, träden kan bli timmer, skogen kan bevaras som en nationalpark eller marken kan användas som flygfält. Det gäller att välja det alternativ som bäst svarar upp till hushållning med resurser.
Vad som på kort sikt är företagsekonomiskt effektivt är inte alltid samhällsekonomiskt effektivt. Samhällsekonomisk effektivitet går ut på att man försöker beakta alla individers värderingar av i princip allt som produceras eller utnyttjas (Bohm, 1996). Att ta hänsyn till alla individers värderingar i en ekonomi innebär att inkomstfördelningen ska vara sådan att ingen ska kunna få det bättre utan att någon därvid måste få det sämre (Bohm, 2000). Marknaden genererar ett värde på alla bytta varor och tjänster som ett relativt pris. Genom en jämförelse av kostnader för bytta varor och tjänster går det att avgöra om ett handlande är effektivt.
I de ekonomier som existerar i dag finns dock olika fenomen som förhindrar att
samhällsekonomisk effektivitet uppnås. Ett väsentligt sådant fenomen är externa effekter3
som innebär att en ekonomisk aktör kan, vid exempelvis produktion av en vara, ge upphov till effekter som varken belastar eller gynnar densamma (Bohm, 1996). En sådan effekt har inte något ekonomiskt värde på marknaden och är därmed inte avspeglande i marknadspriset av den producerade varan (Ekman, 1998). Miljöskador av olika slag är typiska exempel på negativa externa effekter, som på grund av brist av ekonomiskt värde gör att de inte enkelt kan vägas in i en värdering om samhällsekonomisk effektivitet. Att miljö ska tas hänsyn till är inte särskilt omstritt, det som är ifrågasatt är snarare metoderna för att värdera miljöskador och miljövärden på ett riktigt sätt. I dag finns flera olika analysverktyg för att föra in miljövärden på företagares och politikers kalkyler inför beslutsfattande.
4.2 Teoretiskt perspektiv på metod för ekonomisk analys
Kostnads-nytto analysen är ett exempel på ett analysverktyg där samtliga kostnader och nyttor för ett alternativ uttrycks i monetära termer. När marknad saknas uppskattas värdet genom skuggpriser. Externa effekter såsom miljöskador omvandlas då till monetära termer genom att exempelvis ta reda på vad individer hypotetiskt skulle kunna tänka sig att betala för att undvika en miljöskada (Hanley & Spash, 1998). Att ekonomiskt värdera något som inte har ett ekonomiskt värde är givetvis problematiskt. Kostnads-effektvitets analysen är en alternativ ekonomisk värderingsmetod som kan användas om man vill undvika de svårigheter som finns med att värdera miljö i pengar (Field, 1997). En
3 För mer ingående beskrivning av begreppet externa effekter se Bladh, Mats (2001). Fyra linjer inom
miljöekonomin. En institutionell tolkning. Arbetsnotat Nr 20. Program Energisystem, Linköping. samt
effektivitets analys innebär att olika alternativ värderas med hänsyn både till kostnader och hur de uppfyller ett bestämt effektivitetskriterium (Levin, 1983). Kostnads-effektivitets analysen är helt enkelt ett sätt för att hitta det minst dyra sättet att uppnå ett givet miljökvalitetsmål (Field, 1997). För att uppnå det mål, som ska analyseras, krävs vissa resurser för varje alternativ, vilka identifieras och värderas (Levin, 1983).
4.3 Metod för ekonomisk analys i denna studie
För att värdera de ekonomiska aspekterna av de två behandlingssystemen för avlopps-vatten kommer jag att använda mig av kostnads-effektivitets analys. Det mål, eller effektivitetskrav, som respektive alternativ ska uppfylla är att hantera 1kg kväve från hushålls avloppsvatten. Den ekonomiska analysen redovisar således kostnaden, för att hantera 1kg kväve från hushålls avloppsvatten, för respektive avloppssystem.
Ur ett företagsekonomiskt perspektiv är ekonomiska aspekter av stor vikt för att nya systemlösningar ska kunna konkurrera med befintliga lösningar. Investeringskostnader, drifts- och underhållskostnader måste ligga på en rimlig nivå i förhållande till redan existerande lösningar. Att investera i nya tekniska lösningar är betydligt dyrare än att använda konventionell teknik. Kostnaderna höjs till exempel av att produktion av de varor som behövs sker i mycket liten skala eller finns enbart som prototyper och hur installation ska ske är inte beprövat. Nya systemlösningar är oftast heller inte fullt utvecklade utan justeringar kan komma att krävas. För att få en mer jämförbar ekonomisk kostnad är därför enbart drifts- och underhållskostnader för respektive systemlösning för hantering av avloppsvatten från hushåll inräknat i kostnads-effektivitetsanalysen. Kostnader för invest-ering, underhåll och drift av respektive avloppshanteringssystem räknas fram som en årlig kostnad. Investeringskostnader redovisas dock separat. Besparingar för Ekoportens av-loppssystem jämfört med konventionellt reningsverk har inte funnits som ekonomiska uppgifter utan räknats fram med hjälp av annan typ av information från Ekoporten. I dags-läget erhålls ingen betalning för urin som gödselmedel. Beräkning på hur stor kostnads-besparing som urin kan ge i jämförelse med konstgödsel har ändå beräknats fram men ingår inte i kostnads-effektivitetsanalysen.
Kostnaderna för investeringar i respektive system räknas fram med hjälp av kalkylering i form av annuitetsmetoden. Annuitetsmetoden innebär att investerings-alternativets samtliga betalningar omräknas till årligen lika stora belopp. För att erhålla en årskostnad på alternativens investeringskostnader fördelas betalningen, med hänsyn tagen till avskrivning och ränta i form av en kalkylränta, på investeringens livslängd (Ljung & Högberg, 1999; Holmström, 1998). Annuiteten räknas fram med hjälp av en annuitets-faktor som beräknas med formeln i figur 4.
Figur 4. Formel för att beräkna annuitetsfaktor (Holmström 1998; Ljung & Högberg, 1999; Wramsby &
Österlund, 2000).
r Annuitetsfaktor =
1 – (1 + r) –n r = räntesats i procent, uttryckt som decimaltal
Tekniska livslängder är uppskattade till 10 år för elektronik och datorer, 20 år för pumpar och maskinutrustning, 50 år för nylagda ledningar samt uppsamlingstankar liksom för markarbeten utförda i samband med nedläggning av rör respektive tankar. Det finns olika uppgifter på hur lång den tekniska livslängden på en markbädd är. Enligt Haglund & Olofsson (1997) bör en markbädd förnyas efter 10-20 år vilket sker genom att markbädden grävs ur och nytt bäddmaterial läggs dit. Baserat på Naturvårdsverkets allmänna råd 87:6 menar Wolgast (1993) att ett markbäddssystem klarar sig i 15-20 år utan åtgärder. Markbäddens tekniska livslängd uppskattas här till 15 år. Kalkylräntan är satt till 5%.
4.4 Erfarenheter av kostnader för källsorterande avloppssystem
Information om vad källsorterande avloppssystem kostar i drift och underhåll är mycket bristfällig (Jansson & Mårtensson, 1999). Flera av de alternativa avloppssystemlösningar som existerar i Sverige i dag finns i ekobyar och hanteras av de boende. Ekonomiska kostnader som uppstår för drift och underhåll innefattar därför sällan arbetstid. Kostnader för ett avloppssystem måste relateras till antal anslutna personer och vilken typ av reningsanläggning som kostnaderna avser. Undersökningen av VA-lösningar i ekobyar som utförts av Haglund & Olofsson (1997) visar att det är få system där kostnader för drift och underhåll är tillgängliga. Vissa enstaka kostnader återfinns i undersökningen, främst på slamtömning och provtagning på avloppsvatten, vilka redovisas nedan.
I bostadsområdet Myrstacken i Malmö bor maximalt 150 personer. Allt avloppsvatten går till en trekammarbrunn vilket ger en kostnad för slamtömning på 50kr per person och år. Analyser på utsläppt avloppsvatten görs till kostnaden 40kr per person och år. I ekobyn Mjölnartorpet i Karlstads kommunbor 68 personer. Urin separeras och fekalier samt BDT-vatten går till en trekammarbrunn. Tömningen av slam kostar 220kr per person och år. Analyser på avloppsvattnet förväntas kosta 80-120kr per person och år.
Malmqvist & Stenberg (1997) har utvärderat kostnader för möjliga avloppslösningar i Bergsjön och Hamburgsund. I rapporten uppskattas kostnader för ett källsorterande alternativ med separering av urin samt fekalier och BDT-vatten. Fekalier samlas upp i fekalietankar och BDT-vatten passerar en slamavskiljare innan det leds till en filterbädd. Driften för ett källsorterande avloppssystem i Bergsjön, med 12 600 anslutna uppskattas till 374kr per person. Ett källsorterande system i Hamburgsund med 900 åretruntboende beräknas kosta 715kr per person i drift.
4.5 Ekonomisk analys
4.5.1 Drifts- och underhållskostnader för Ekoportens avloppssystem
Tabell 1 visar kostnader för drift och underhåll samt besparingar per pe och år för Ekoportens avloppssystem som använts i kostnads-effektivitetsanalysen. Beräkningar av drift- och underhållskostnader återfinns i bilaga 1 och beräkningar för kostnadsbesparingar i bilaga 2. Besparingar för eget omhändertagande av komposterbart avfall är baserat på uppgifter om renhållningstaxa från Norrköpings kommun (2002) och att mängden komposterbart avfall per hushåll och vecka uppgår till 10 liter (Söderström, 2002).
Tabell 1. Drifts- och underhållskostnader samt kostnadsbesparingar för Ekoportens avloppssystem.
Driftsåtgärder Årskostnad per pe
Årsrapport 585kr
Avloppsvattenprovtagning (in/ut ur markbädd) 736kr
kontroll teknikrummet samt skötsel av kompost 1127kr
Urintömning till mellanlagring 18kr
Sågspånspellets till kompost 212kr
Slamtömning av trekammarbrunn 88kr
Elektricitet (drift av kompostkvarn, separator, teknisk mätning) 9kr
Transport av urin till åkermark 50kr
KOSTNAD FÖR DRIFT PER PE OCH ÅR 2825kr Underhållsåtgärder
Genomspolning för att förhindra stopp i urinledningar 182kr
KOSTNAD FÖR UNDERHÅLL PER PE OCH ÅR 182kr
Besparingsåtgärd Årsbesparing per pe
Minskad vattenförbrukning med urinsorterande toaletter 56kr
Eget omhändertagande av komposterbart hushållsavfall 1863kr
BESPARING PER PE OCH ÅR 1919kr TOTALKOSTNAD PER PE OCH ÅR 1088kr
Den klart största utgiftsposten för drift är kostnader för personal för att utföra kontroll av teknik samt kompostkvarn. Två andra stora utgiftsposter är uppförande av årsrapport samt avloppsvattenprovtagning. Dessa tre poster står för drygt 80% av de totala drifts- och underhållskostnaderna. Eget omhändertagande av komposterbart hushållsavfall ger en väsentlig besparing jämfört med om det komposterbara avfallet hade gått till avfallshantering i kommunal regi. Totalkostnaden för drift och underhåll per pe och år är 1088kr.
4.5.2 Övriga ekonomiska uppgifter för Ekoporten
Tabell 2 visar gjorda investeringar för Ekoportens avloppssystem per pe och år. Se bilaga 3 för beräkningar av investeringskostnader till årskostnad per personekvivalent.
Tabell 2. Investeringskostnader för Ekoportens avloppssystem
Investeringar Årskostnad per pe
Urinseparerande toaletter 485kr
Rörledningar & slitsar för BDT- och urinavlopp i byggnaden 624kr
Urintankar och mellanlagringstank 742kr
Slamavskiljare 227kr
Kompostrum med belysningsutrustning och elmätningar till apparater 509kr
Utrustning i kompostrum 758kr
SBD- och urinledningar i mark 61kr
fördelningsbrunn till markbädd 30kr
Pumpbrunn med pumputrustning och elförsörjning 106kr
Markarbeten i anslutning till installationer 258kr
Markbädd 276kr
Diverse förbättringsåtgärder av markbädd samt komposteringsanläggning 58kr
KOSTNAD FÖR INVESTERINGAR PER PE OCH ÅR 4134kr
Investeringskostnader för Ekoportens avloppssystem uppgår till 4134kr per pe och år. De största utgifterna består av utrustning i kompostrum, urintankar samt rörledningar. Varje hushåll har två toaletter vilket ger en högre kostnad än om endast en toalett hade installerats.
Besparingar som i framtiden kan tänkas erhållas i Ekoporten är ersättning för urin. I dagsläget erhåller Ekoporten inte någon betalning för urin som gödselmedel. Det kan ändå vara av intresse att se vilket potentiellt värde urin har på marknaden. Enligt beräkningar i bilaga 2 skulle urin från en personekvivalent i Ekoporten under ett år motsvara näringsmängden i 5kg konstgödsel NPK 21-3-10 samt 5kg kalksalpeter. Kostnaden för motsvarande mängd konstgödsel uppgår till 57kr (Odal, 2002).
4.5.3 Effektivitet för Ekoportens avloppssystem
Det effektivitetskriterie vars kostnad ska undersökas i den här analysen är omhändertagande av 1kg kväve. Figur 1 visar hur stor mängd av inkommande kväve från hushållens avloppsvatten i Ekoporten som når recipient respektive tas om hand.
Figur 5. Flödesmängder av kväve i Ekoportens avloppssystem.
Av den mängd kväve som kommer in till systemet är det 29,5% som går ut till recipienten, det vill säga rening av kväve sker med 70,5%. Mängd kväve som omhändertas per pe och år är 3,1kg.
4.5.4 Resultat för kostnads-effektivitetsanalys på Ekoportens avloppssystem
Kostnaden för att rena 1kg kväve i det källsorterande avloppssystemet i Ekoporten är 351kr (se tabell 3).
Tabell 3. Resultat av kostnads-effektivitetsanalys för rening av 1kg kväve i Ekoportens avloppssystem
Kostnad per pe och år 1088kr
Mängd omhändertaget kväve per pe och år 3,1kg
KOSTNADEN FÖR ATT TA HAND OM 1KG KVÄVE
1088kr/3,1kg = 351kr
4.5.5 Kostnader för konventionell rening av avloppsvatten
Drifts- och underhållskostnader samt besparingar för konventionella reningsverket Slottshagen redovisas i tabell 4. I bilaga 4 återfinns beräkningar av kostnader. För att beräkna kostnad för transport av slam har kostnad per tonkilometer använts (Löwgren, 2002). Besparingar för det konventionella reningsverket uppstår genom produktion av el och värme. I bilaga 5 återfinns beräkningar för kostnadsbesparingar vilka är baserade på uppgifter från Olsson m.fl. (2001) samt Björklund (1998).
Inkommande: 4,4kg (100%) Omhändertaget: 3,1kg (70,5%) Till recipient: 1,3kg (29,5%)
Ekoportens
avloppssystem
Tabell 4. Drifts- och underhållskostnader samt besparingar för konventionellt reningsverk Drifts- och underhållsåtgärder Årskostnad per pe reningsverk
Avhjälpande underhåll 20kr
Förebyggande underhåll 18kr
Driftskostnad 14kr
ledningsnät
Totalkostnad för spillvattennät (avskrivning samt drift och underhåll)
104kr
KOSTNAD FÖR DRIFT PER PE OCH ÅR 156kr Övriga kostnader för konventionell avloppsvattenrening
Transport av slam 2kr
KOSTNAD PER PE OCH ÅR 158kr
Besparingsåtgärd Årsbesparing per pe
Framställning av el och värme från rötning 18kr
BESPARING PER PE OCH ÅR 18kr TOTAL KOSTNAD PER PE OCH ÅR 138kr
Den totala driftskostnaden för Slottshagen uppgår till 158kr och efter avdrag för besparing för framställning av el och värme blir kostnaden 138kr. I totalkostnaden för spillvattennät har det inte gått att särskilja hur stor andel som är avskrivningskostnaden, varför den siffran är något för hög.
4.5.6 Övriga kostnader för Slottshagens reningsverk
Tabell 5 visar investeringskostnader för Slottshagen uttryckt i årskostnad per pe.
Tabell 5. Investeringskostnader för konventionellt reningsverk Investering Totalkostnad
Livs-längd Annuitets faktor Annuitetskostnad per pe Avskrivningskostnad för reningsverk 21kr Avskrivningskostnad för ledningsnät ?kr Toalett 3300kr 20 år 0,0802 265kr Anslutningsavgifter 5100kr 50 år 0,0548 278kr
KOSTNAD FÖR INVESTERINGAR PER PE OCH ÅR 564kr
Investeringskostnaden för reningsverket Slottshagen uppgår till 564kr varav cirka hälften består av avgifter för anslutning av hushåll till ledningsnätet. Totalkostnaden för ledningsnät har inte varit möjlig att dela upp i investerings- respektive driftskostnad.
4.5.7 Effektivitet för Slottshagens reningsverk
Figur 6 visar hur stor mängd av inkommande kväve från hushållens avloppsvatten som når recipient respektive tas om hand efter renings i Slottshagens reningsverk.
Figur 6. Inkommande och omhändertagen mängd kväve samt mängd till recipient i det konventionella
avloppssystemet Slottshagen per pe och år.
Till reningsverket Slottshagen inkommer 4,03kg per pe och år varav 2,05kg renas i reningsverket och 1,98kg når recipienten Bråviken.
4.5.8 Resultat för kostnads-effektivitetsanalys på Slottshagens avloppssystem
Kostnaden för att rena 1kg kväve i det konventionella avloppssystemet i Slottshagen är 67kr (se tabell 6).
Tabell 6. Resultat av kostnads-effektivitetsanalys för rening av 1kg kväve i Slottshagens avloppssystem
Kostnad per pe och år 138kr
Mängd omhändertaget kväve per pe och år 2,05kg
KOSTNADEN FÖR ATT TA HAND OM 1KG KVÄVE
138kr/ 2,05kg = 67kr
4.6 Resultat av kostnads-effektivitetsanalys
Kostnaden för rening av 1kg kväve i Ekoporten uppgår till 351kr och i Slottshagen till 67kr. Rening i det källsorterande avloppssystemet Ekoporten är således cirka fem gånger dyrare än i det konventionella reningsverket Slottshagen.
inkommande: 4,03kg (100%) omhändertagande i reningsverk: 2,05kg (50,9%) till recipient: 1,98kg (49,1%)
Slottshagens
avloppssystem
4.7 Diskussion kring ekonomisk analys
4.7.1 Drifts- och underhållskostnader för Ekoporten
Drifts- och underhållskostnader för det källsorterande avloppssystemet Ekoporten uppgår till cirka 3000kr per pe och år. Den klart största utgiftsposten för drift är den kostnad som uppstår i form av ersättning till personal som utför kontroll och tömning av kompost-eringsanläggningen. Två andra stora utgiftsposter är uppförande av årsrapport samt avloppsvattenprovtagning. Dessa tre poster står för drygt 80% av de totala drifts- och underhållskostnaderna före avdrag av besparingar. Uppförandet av årsrapport samt provtagning av avloppsvatten är utgifter som är de samma oavsett hur många som är anslutna till systemet. Driftstillsyn av komposteringsanläggningen skulle också kunna vara den samma oavsett om antalet anslutna personer dubblerades. Tömning av kompost skulle däremot då kunna behöva ske oftare. Samtliga tre poster, eller 80% av driftskostnaderna, skulle med andra ord kunna minskas väsentligt om fler personer var anslutna till det källsorterande avloppssystemet.
Även andra kostnader har en tendens att minska med antalet anslutna personer. Vid en jämförelse med andra studier märks att tömning av slam är en kostnad som kan variera mellan olika källsorterande avloppssystem. Kostnader för slamtömning är jämförelsevis lätta uppgifter att få tag på i de fall hämtning sker i kommunal regi. Kostnaderna återfinns då i den kommunala taxan. I studien ”Utvärdering av VA-lösningar i ekobyar” av Haglund & Olofsson (1997) är slamtömning den ekonomiska uppgift som förekommer mest. I bostadsområdet Myrstacken i Malmö är kostnaden för slamtömning lägre än i Ekoporten. Kostnaden är lägre trots att Myrstacken inte som Ekoporten har avskiljning av fekalier innan spolvattnet och BDT-vattnet når trekammarbrunnen. Vid tömning av slam är det inte mängden slam per gång som ger den stora kostnaden (så länge det ryms i en tankbil) utan hur ofta tömning måste ske och hur många personer kostnaden ska slås ut på. Trekammarbrunnen i Myrstacken töms fyra gånger per år och Ekoportens brunn töms två gånger per år. Myrstackens kostnader blir trots detta lägre, beroende på att betydligt fler personer är anslutna till systemet.
För att jämföra kostnaderna som uppstår för drift i ett källsorterande avloppssystem med de som uppstår vid anslutning till reningsverk har vissa avdrag gjorts för besparingar. Ekoporten komposterar allt matavfall tillsammans med fekalier. Genom att ha eget omhändertagande av matavfall reduceras kostnader som uppstår för hämtning av sopor i kommunal regi. Kostnadsreduceringen är baserad på den kommunala taxan för hämtning av komposterbart avfall från hushåll. I dagsläget så sker dock ingen hämtning av sådant avfall från flerfamiljshus utan enbart från enfamiljshus. Om hämtning skulle införas i flerfamiljshus är det rimligt att anta att kostnaden för hämtning skulle vara lägre än vad som är fallet i dag. Det är därför möjligt att totalkostnaden för drift och underhåll efter avdrag av besparingar kan vara något högre än i gjord analys. Kostnaden per pe och år för drift och underhåll uppgår till 1088kr efter reducering av besparingar jämfört med konventionellt avloppssystem.
Ekoporten gör också besparingar på att de urinseparerande toaletterna använder betydligt mindre spolvatten än konventionella toaletter. Behovet av renvatten minskar därför. Kostnadsbesparingen per pe och år som uppstår för minskad vattenförbrukning är dock blygsamma 56kr.
En besparing som på sikt kan tänkas reducera kostnaderna för Ekoportens drift och underhåll är ersättning för urin. Om urin skulle bli en vara på gödselmarknaden skulle Ekoporten erhålla 57kr per pe och år. KRAV-odlare får enligt EU-regler inte använda konstgödsel på sina odlingar. Alternativen för en bonde med ekologisk odling är således betydligt mer begränsade än vad som är fallet i konventionell odling där konstgödsel tillåts. I dagsläget får inte heller humanurin användas på KRAV-odlingar trots att studier visar att det är ett utmärkt gödsel på just den typen av odling. Om humanurin skulle tillåtas och efterfrågas för ekologisk odling är det möjligt att priset för humanurin skulle öka eftersom det då inte konkurrerar med konstgödselns låga priser.
Kostnaderna för drift och underhåll i det källsorterande alternativet är till största delen förknippat med omhändertagandet av de fraktioner som återstår efter att urinseparering skett. Urinsepareringen i sig utgör inte särskilt stor andel av den totala kostnaden. Före reducering av besparingar är urinsortering endast 8% av den totala drifts- och underhållskostnaden. När avdrag för besparing för eget omhändertagande av komposterbart avfall samt snålspolande toaletter gjorts är kostnaden för urinseparering 23% av och underhållskostnaden. De tre största posterna som utgör 80% av drifts-och underhållskostnaderna före avdrag för besparingar orsakas av omhändertagande av fekalier samt BDT- och fekaliespolvatten. Det är utsläppen av renat BDT- samt fekaliespolvatten som orsakar krav på analysprover och årsrapport och det är kompostering av fekalier som orsakar behov personal för daglig driftstillsyn.
4.7.2 Investeringskostnader för Ekoporten
Vad gäller Ekoportens investeringskostnader anser jag att de inte kan ses som representativa för vad alternativa avloppssystem i större skala och på sikt kan komma att kosta i investering. Investeringskostnader för Ekoportens avloppssystem uppgår till 4134kr per pe och år. Ekoportens kostnader för ombyggnad till källsorterande avloppssystem är förmodligen högre än vad liknande projekt i framtiden kommer att bli. Ekoportens höga investeringskostnader beror på att ombyggnaden var ett experiment-projekt för att utvärderas och användas i studiesyfte. Experimentbyggande innebär installation av nya tekniska system, nya metoder och nya material, vilket gör att tillverkningskostnaderna för och installation av valda komponenter blir höga. Ekoportens ombyggnad innebär därmed möjligheten att utvärdera och hjälpa till att förbättra system för källsortering. Ekoporten hjälper således till att minska kostnaderna och eventuella ”barnsjukdomar” i kommande investeringar i källsorterande avloppsteknik.
4.7.3 Kostnads-effektivitetsanalys – en jämförelse mellan Ekoporten och Slottshagen
En svårighet i jämförelsen i den här studien, av det källsorterande avloppssystemet Ekoporten med det konventionella reningsverket Slottshagen, är att det är skillnad på grad av detaljerad information om kostnader. Drifts- och investeringskostnaderna för det konventionella reningsverket Slottshagen är i denna studie baserat på uppgifter erhållna från reningsverket. Reningsverk är beprövade system för avloppshantering som har funnits i många år och kostnaderna för drift och underhåll är kända för dem som driver det. Att få reningsverkets uppgifter i för olika syften jämförbara siffror och tillräckligt detaljerade, är dock ett mycket tidskrävande arbete som inte rymts inom den här studien. Fokus i den här studien har legat på det källsorterande systemet som är en utmaning till konventionell teknik. Information om vad källsorterande system faktiskt kostar är i dag bristfällig och
därför har mest kraft och tid från denna studies ekonomiska analys lagts ned på att få fram uppgifter kring det. Uppgifterna från reningsverket är därför inte lika detaljerade som de som utförts på det källsorterande systemet, vilket måste beaktas i jämförelsen.
Ytterligare en svårighet i jämförelsen av kostnader mellan Ekoporten och Slottshagen är den stora skillnaden i skala. Det konventionella reningsverket Slottshagen har närmre 150 000pe och Ekoporten har 33 anslutna personer. Givetvis så ökar omkostnader ju färre som är med och delar på dem.
I de bostadsområden där rening av avloppsvatten saknas eller är bristfällig står valet mellan att ansluta till kommunala (eller numera även privata) reningsverk eller att införa ett källsorterande system. På så sätt är det trots nämnda svårigheter med olikheterna av systemen relevant att göra en jämförelse.
4.7.4 Reflektion över resultat av kostnads-effektivitetsanalys
Genom kostnads-effektivitetsanalysen så delas kostnaderna för drift och underhåll av respektive avloppssystem med hur effektiv kväverening som sker. Mängden kväve som når respektive reningssystem per pe och år är något högre för Ekoporten. Trots det så renar Slottshagen kväve i inkommande avloppsvatten sämre, rening sker med drygt 50% medan Ekoporten renar drygt 70%. Det vill säga Ekoporten har 20% effektivare rening av inkommande kväve än Slottshagen. Eftersom Ekoporten har en effektivare rening av kväve än Slottshagen så bör det tas hänsyn till i kostandsberäkningarna. Med hjälp av kostnads-effektivitetsanalysen har så skett.
4.8 Slutsats av ekonomisk analys
Kostnads-effektivitetsanalysen visar att Ekoportens avloppssystem är mer än fem gånger så dyrt i drift och underhåll än Slottshagen. Kostnaden för Ekoporten skulle kunna minska om fler personer blev anslutna till systemet. Om drift av komposteringsanläggningen kan utföras till en mindre kostnad genom exempelvis minskning av behov av daglig kontroll skulle kostnaden för Ekoporten också minska. Det är dock orimligt att kostnaderna trots ovan nämnda åtgärder inom en snar framtid skulle bli lika låga som för det konventionella reningsverket. Således är det ur ett ekonomiskt perspektiv fördelaktigare med rening av avloppsvatten i reningsverket Slottshagen än i det källsorterande avloppssystemet Ekoporten.
5
M
ILJÖASPEKTER
5.1 Varför strävan efter cirkulära flöden
5.1.1 Hållbar utveckling
Försämringen av tillståndet i miljön har blivit en stor fråga världen över. Sverige och andra medlemsländer i FN har försökt att via politiska mål aktivt arbeta för en bättre miljö. Under miljökonferensen i Rio de Janeiro 1992 ställde Sverige sig bakom målet om hållbar utveckling. Brundtlandkommissionen, beskriver hållbar utveckling på följande sätt:
In essence, sustainable development is a process of change in which the exploitation of resources, the direction of investments, the orientation of technological development, and institutional change are all in harmony and enhance both current and future potential to meet human needs and aspirations. (WCED, 1987, s.46)
Att implementera målet hållbar utveckling innebär att vi människor ska leva i harmoni med vår omvärld och att vi ska ta ansvar, både för oss själva, gentemot naturen och de generationer som kommer efter oss. Genom att vi uttryckligen inte bara ska se till våra egna behov utan även till kommande generationers behov kan vi inte fortsätta att i närmast obegränsad mängd utnyttja de naturresurser som är tillgängliga i dag. En hållbar utveckling kräver att inga resurser behandlas så att de inte kan återfås eller återutnyttjas. Som ett led i arbetet för en hållbar utveckling antog Sveriges regering riksdagens proposition (1992/93:180) om riktlinjer för en kretsloppsanpassad samhällsutveckling år 1993. Huvudbudskapet i propositionen är att vad som utvinns ur naturen på ett uthålligt sätt ska kunna användas, återvinnas eller slutligt omhändertas med minsta möjliga resurs-förbrukning och utan att naturen skadas.
I propositionen (1997/98:145) ”Svenska miljömål – en miljöpolitik för ett hållbart
samhälle” presenterade regeringen femton miljökvalitetsmål4 som ett led i arbetet med att
nå ett hållbart samhälle. Propositionen antogs av riksdagen under år 1999 och därefter har olika myndigheter arbetat fram delmål och åtgärdsstrategier för hur målen ska nås. För varje miljökvalitetsmål finns ett antal uppföljningsmått som ska visa hur miljöarbetet fortskrider (Naturvårdsverket, 2002). Måtten uttrycker drivkrafterna i samhället, påverkan på miljön, tillståndet i miljön och åtgärder som vidtas för att komma till rätta med problemen.
Anledningen till varför kretslopp är att föredra framför linjära flöden kan alltså härledas till politiska mål om en hållbar utveckling. Att de politiska målen har formulerats innebär en insikt om att jordens tillgångar är begränsade.
4
5.1.2 Begränsade resurser och utsläpp av föroreningar
Det ekonomiska systemet, som det västerländska samhället är uppbyggt på, är en del av det större ekologiska systemet där ingen ny materia förs in. Det enda som tillförs eko-systemet är solenergi och det enda som kommer ut är värme (Daly, 1994). Se figur 7. I ett linjärt system, inom det ekonomiska systemet, tas resurser från det ekologiska systemet, används och lämnas sedan tillbaka i form av avfall. Ett linjärt förfarande innebär således att de begränsade resurserna i det ekologiska systemet riskerar att utarmas eftersom nya uttag ständigt görs. Det linjära systemet gör också att avfall ackumuleras i det ekologiska systemet. Avfallet, i form av exempelvis avloppsvatten eller hushållsavfall, innehåller ofta ämnen som tungmetaller eller näringsämnen som när de samlas i stora mängder, i recipienter eller på deponier, är mycket svåra att hantera för naturen. Om ett cirkulärt, kretsloppsanpassat system istället används återanvänds uttagna resurser samtidigt som problemen med ansamling av stora mängder avfall undviks.
Figur 7. Det ekonomiska systemet är en del av det större ekologiska systemet.
5.2 Teoretiska perspektiv på metod för analys av miljöaspekter
Det politiska begreppet hållbar utveckling är snarare en grundtanke än ett mål som ska uppfyllas. Definitionen av hållbar utveckling är vag och oprecis och det finns flera olika aspekter som kan anses relevanta. För att värdera i vilken grad en systemlösning miljömässigt ligger i linje med grundtanken om hållbar utveckling är det effektivt att analysera hur systemet uppfyller särskilda kriterier. För att besluta om metodval för analys av miljöaspekter har tillvägagångssätt i liknande studier undersökts. Det finns flera olika studier som jämför olika typer av avloppssystem med hänsyn till miljöaspekter. I Malmqvist & Stenberg (1997) utvärderas alternativa avloppslösningar genom att analysera hur de uppfyller vissa baskrav. Baskraven för miljö-aspekter är i deras studie:
- utsläpp till yt- och grundvatten,
- bästa möjliga kretslopp av näringsämnen och vatten,
- bästa möjliga hushållning med resurserna energi, vatten, markyta, kemikalier.
I Haglund & Olofsson (1997) utvärderas miljöaspekter på VA-lösningar genom att analysera hur de uppfyller funktionskriterierna:
Solenergi Värme återvinning materia materia energi energi Ekologiska systemet Ekonomiska systemet
- Utsläpp till mark, luft och vatten,
- Resurshushållning av närsalter, energi och mark.
Kärrman (1995) använder fem parametrar för att värdera resurshushållningen i olika avloppssystem:
- Förlust av fosfor och kväve till recipient,
- återföringsgrad av fosfor och kväve till jordbruk, - areal,
- energi.
Det verkar således råda en enighet i vilka miljöaspekter som bör analyseras vid utvärdering av avloppslösningar. Hänsyn tas till hushållning av näringsämnen, vatten, energi och markytor samt utsläpp till mark, luft och vatten.
5.3 Metod för analys av miljöaspekter i denna studie
De miljöaspekter som jag tar hänsyn till i den här studien är koncentrerat till resurs-hushållning. Med resurshushållning menas här hur respektive avloppssystem hushållar med naturresurser samt i hur stor utsträckning ett cirkulärt hanterande av resurser (kretslopp) utförs. Två kriterier för miljöaspekter har definierats. De två kriterierna är: - Resurshushållning av näringsämnen,
- resurshushållning av markytor.
Analysen av miljöaspekter har i den här studien koncentrerats till att titta på resurshushållning av näringsämnena kväve och fosfor samt resurshushållning av markareal. Andra faktorer av vikt såsom spridning av föroreningar skulle också kunna infattas i en miljöanalys. Källsorterande avloppssystem, vars rimlighet ska prövas i den här studien, medför enligt tidigare forskningsresultat inte några större risker för spridning av föroreningar. Ytterligare aspekter på resurshushållning, som vatten och energi, skulle kunna gett en bredare bild av miljöaspekter. Tidigare studier, liksom den ekonomiska analysen i den här studien, har redan påvisat att källsorterande system förbrukar mindre vatten och energi än konventionella system. Vad gäller energi har jag valt att inte analysera på grund av brist på reella uppgifter på energiförbrukning av det konventionella reningsverket.
För respektive avloppssystem, Ekoporten och Slottshagen, har valda kriterier analyserats i mängd per person och år. Grad av resurshushållning av näringsämnen beräknas genom hur stor andel av inkommande kväve och fosfor som återförs till odlingsmark samt hur stor andel som transporteras till vattenrecipient. För grad av resurshushållning av markytor redovisas vilken yta respektive systemlösning upptar. Så aktuella uppgifter som möjligt har använts. Analys av resurshushållning av näringsämnen för Ekoporten är baserade på
uppgifter från Lindgren & Grette (1998). För Slottshagen har mätvärden från år 2001 använts.
5.4 Erfarenheter av miljöaspekter för källsorterande avloppssystem
5.4.1 Resurshushållning av näringsämnen
Om urinsorterande toaletter används och om all producerad humanurin samlas upp är det möjligt att samla in 88% av kvävet, 75% av fosforn och 55% av det kalium som finns i avloppsvatten från hushåll (Vinnerås, 2001). Den växtnäring som finns i urinen är till största delen i en för växter lätt tillgänglig form och lämpar sig därför väl som gödsel-medel. Urinens kväve består till 85-100% av urea och fosforn till 95-100% av fosfat (Jönsson m.fl., 2000; Vinnerås, 2001). Resterande fraktioner från hushållens avlopps-vatten efter att urinen sorterats bort är fekalier med spolavlopps-vatten och toalettpapper samt BDT-vatten. Den återstående mängden av näringsämnen som finns i avloppsvattnet efter att urinen sorterats bort återfinns i princip uteslutande i fekalierna (Vinnerås, 2001). BDT-vatten är den största fraktionen och har en mycket låg halt av näring som främst varierar med användningen av rengöringsmedel innehållande fosfat (Ibid). För att det ska vara någon nytta med att samla in den växtnäring som urin innehåller måste det finnas avsättning för urin som gödselmedel.
För att det ska vara möjligt att återanvända de näringsämnen som finns i avloppsvatten från hushåll krävs att risker för spridning av föroreningar är låg. Av samtliga avlopps-fraktioner från hushåll är det BDT-vatten som innehåller störst andel tungmetaller (Naturvårdsverket, 1995; Vinnerås, 2001). De föroreningar som främst förekommer i humanurin är tungmetallerna kadmium och kvicksilver vilka också är de mest kritiska i odling av livsmedelsgrödor (Ibid). De halter som har uppmätts i urin är dock mycket låga och ligger under de gränsvärden som finns för handelsgödsel (Jönsson, 2000). Både i urin och fekalier är halterna av tungmetaller aldrig högre än de som intagits via föda. Vid källsortering av humanurin kan dock tungmetaller eller andra föroreningar tillföras uppsamlad urinblandning på annat sätt än via intagen mat och dryck. Risken finns att rengöringsmedel eller annat spolas ned i toalettens urinskål och därmed höjer urinblandningens föroreningsgrad (Jönsson m.fl., 2000; Vinnerås, 2001). Under senare år har andra föroreningar än tungmetaller i avloppsvatten från hushåll diskuterats. Problemet med hur utsöndring av intagna läkemedel såsom könshormoner och antibakteriella medel påverkar recipienten av avloppsvatten är aktuellt såväl för konventionella reningsanläggningar som för källsorterande system. Förekomst av och eventuella risker med läkemedelsrester i urin är inte konstaterade (Jönsson, 2000).
Haglund & Olofsson (1997) analyserar i rapporten ”Utvärdering av VA-lösningar i Eko-byar” hur källsorterande system fungerar i olika ekobyar. Av tretton undersökta byar är det sju som har urinseparerande lösningar. Urin från fem av de sju ekobyarna sprids på jordbruksmark och de andra två byarna sprider sin urin på grönområden i anslutning till byarna. I rapporten framgår att mätningar på renat avloppsvatten som släpps ut i recipient är bristfällig och där mätningar görs redovisas enbart fosforhalt. De fosformätningar som är gjorda varierar mellan 1,8-5,6mg/l renat avloppsvatten. Den lägsta halten fosfor har uppmätts där separering sker av fekalierna och där BDT-vatten leds till trekammarbrunn samt markbädd. I de ekobyar där kompostering sker används den oftast till egna odlingar och i vissa fall grävs den ned. I två av de sju ekobyarna återanvänds även slammet som
